Астрофизики МГУ определили массу чёрной дыры в центре галактики М87

Астрофизики МГУ определили массу черной дыры в центре галактики М87 по рентгеновским данным с помощью инновационного метода. Статья опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics.

В апреле 2019 года был получен первый в истории снимок сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87, а также прозвучало сенсационное сообщение о первом прямом измерении (детектировании) горизонта событий чёрной дыры в радиодиапазоне в ходе эксперимента Event Horizon Telescope (EHT), по результатам которого масса чёрной дыры в центре галактики М87 оказалась порядка 6 миллиардов солнечных масс.

Учёные ГАИШ МГУ решили проверить, как эта оценка согласуется с оценкой массы по рентгеновским данным методом скалирования спектральных характеристик, и получили неожиданный результат.

«Оказалось, что масса чёрной дыры в М87 по рентгеновским данным отличается (является меньше) от результата по радио (EHT) данным, как и предыдущих оценок на основе оптических данных», — рассказала ведущий научный сотрудник отдела звёздной астрофизики ГАИШ МГУ Елена Сейфина.

Учёные использовали технику скалирования, которая основана на подобии физических свойств в процессах аккреции вещества в окрестностях разных чёрных дыр. Метод скалирования широко известен и протестирован на рентгеновских данных для множества чёрных дыр, как галактических, так и внегалактических.

«Для проверки надежности метода мы также включили в список тестируемых объектов еще одну чёрную дыру (3С 454.3) примерно такой же огромной массы (порядка миллиарда солнечных масс), известной из предыдущих оптических исследований. При этом оценка массы чёрной дыры для 3С 454.3 совпадает с оценками другими методами. Его результаты всегда согласовывались с оценками масс чёрных дыр другими методами и единственное расхождение в оценке массы найдено для объекта М87. Подчеркнем, что по результатам нашего анализа черная дыра в М87 оказывается намного мельче, чем это предполагалось из предыдущих измерений, и составляет всего 50 миллионов солнечных масс», — добавила Елена Сейфина.

Это исследование позволяет вскрыть возможные недостатки известных методов оценки массы чёрных дыр, в том числе возможные неучтенные эффекты либо метода скалирования, либо других методов, а также влияние конкретного диапазона излучения (оптический / радио / рентгеновский), на основе данных которого производится оценка. С другой стороны, загадка может скрываться в самом объекте М87, которая может быть разгадана на основе обнаруженной нестыковки величин по самому важному параметру — массе черной дыры в его центре. Возможно, будущие наблюдения прольют свет на эту тайну M87.

На фото: Рентгеновские изображение объекта M87 по данным орбитальной обсерватории Chandra, полученное 14 апреля 2017 года. Также указаны ядро галактики M87 и яркие узловые элементы струйного выброса: HST-1 (на расстоянии 0.86" от ядра), D и A (время экспозиции 5000 с).

Источник: МГУ